王暢 楊季冬 王后雄

摘要： 以《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)及其水平劃分為主要依據(jù)，研究化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在高中新教材必修第一冊四個章節(jié)習(xí)題中的表現(xiàn)。結(jié)果顯示，在“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)方面所占的比例均較高，其次是“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)，其他三個方面的素養(yǎng)類型差別不大;所側(cè)重的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平大多居于水平一，少部分習(xí)題居于水平二。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng); 高中化學(xué)教材; 教材習(xí)題

文章編號： 10056629（2020）10001405

中圖分類號： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實在新一輪課程改革中至關(guān)重要。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出了五大化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，分別為： 宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任，以上五個方面立足于高中生的化學(xué)學(xué)習(xí)過程，各有側(cè)重，相輔相成[1]。人教版新教材是體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體，而教材中習(xí)題是學(xué)生對知識掌握最真實的反饋，是學(xué)生鞏固和消化所學(xué)知識并轉(zhuǎn)化為技能的重要環(huán)節(jié)，它已成為教材的重要組成和評價指標(biāo)之一[2]。如何在新教材習(xí)題中落實化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)亟待探討。為此，本研究選取高中新教材必修第一冊，研究習(xí)題中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的具體表現(xiàn)。

本研究以《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)及其水平劃分為主要依據(jù)，比較不同章節(jié)課后習(xí)題在核心素養(yǎng)上的表現(xiàn)。研究主要關(guān)注兩個問題： 一是判定習(xí)題所體現(xiàn)的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)類型;二是判定習(xí)題在相應(yīng)核心素養(yǎng)上所處的水平。期待本研究對課后習(xí)題培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供一些拙見。

1 研究設(shè)計

1.1 研究對象

本研究選取2019年教育部審定的人民教育出版社高中新教材必修第一冊[3]的課后習(xí)題為研究對象，包括“練習(xí)與應(yīng)用”和“復(fù)習(xí)與提高”的所有題目。

1.2 框架設(shè)計

本研究的基本假設(shè)是每道課后習(xí)題最少對應(yīng)一種化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?；诖耍瑢α?xí)題素養(yǎng)類型和習(xí)題素養(yǎng)水平進(jìn)行了劃分。

1.2.1 習(xí)題素養(yǎng)類型

習(xí)題素養(yǎng)類型劃分的準(zhǔn)則是依據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中各素養(yǎng)的內(nèi)涵，重點關(guān)注習(xí)題突出表現(xiàn)的一個或多個素養(yǎng)成分?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之間往往相互關(guān)聯(lián)，每一個素養(yǎng)并非獨立存在。例如，考查物質(zhì)推斷類題目時，屬于證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)范疇，但在依據(jù)推斷結(jié)果書寫化學(xué)方程式時，又體現(xiàn)了宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)。此題則同時考查了宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知兩個素養(yǎng)類型。

1.2.2 習(xí)題素養(yǎng)水平

劃分標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》附錄一中關(guān)于各素養(yǎng)的水平劃分。以“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的水平劃分為例，如表1所示。

1.2.3 對于考查多個素養(yǎng)習(xí)題的處理方法

習(xí)題數(shù)量按大題計。若一道題目（此處指大題）可能同時考查多個素養(yǎng)，則將該題考查的多個素養(yǎng)都考慮在內(nèi)，并且分別考慮各個素養(yǎng)的水平，最后將各素養(yǎng)類型和素養(yǎng)水平分開進(jìn)行統(tǒng)計。

1.3 分析與統(tǒng)計

1.3.1 分析過程安排

在分析課后習(xí)題前，筆者先仔細(xì)研讀《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，深入理解化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵以及相應(yīng)素養(yǎng)的水平劃分，完成新教材必修第一冊課后習(xí)題的作答，并熟悉本次的分析流程。在這些準(zhǔn)備工作完成后，再對題目進(jìn)行分析。具體過程如下： 分析課后習(xí)題題目→梳理解決問題所需的知識與方法→預(yù)判素養(yǎng)的類型→查找對應(yīng)素養(yǎng)水平的描述→確定習(xí)題表現(xiàn)的素養(yǎng)類型和水平，并將分析結(jié)果記錄于表2。

筆者于首次獨立分析課后習(xí)題過后三個月，再重新對其進(jìn)行分析，將詳細(xì)過程記錄于表2，再對兩份分析結(jié)果進(jìn)行比較，找出存在不同之處，與另一化學(xué)教育研究專家進(jìn)行討論，達(dá)成共識以后確定最終結(jié)果。

以下從新教材中選取部分課后習(xí)題進(jìn)行舉例說明。

例1（教材第12頁第2題） 請從不同的角度對下列5種酸進(jìn)行分類： 鹽酸（HCl）、硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）、磷酸（H3PO4）和氫硫酸（H2S），并說出分類的依據(jù)。

此題考查物質(zhì)的簡單分類，讓學(xué)生認(rèn)識到分類方法是研究物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的重要方法。從化學(xué)式中是否含有氧元素進(jìn)行分類，可以將上述酸分為含氧酸（H2SO4、 HNO3、 H3PO4）和無氧酸（HCl、 H2S）;從電離出的氫離子數(shù)目進(jìn)行分類，可以將上述酸分為一元酸（HCl、 HNO3）、二元酸（H2SO4、 H2S）、三元酸（H3PO4）。宏觀上要求學(xué)生能根據(jù)物質(zhì)中是否含有氧元素的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行分類，微觀上則要了解電解質(zhì)在一定條件下能電離形成自由移動的離子，根據(jù)電離后離子數(shù)目進(jìn)行分類，體現(xiàn)了宏觀辨識與微觀探析的素養(yǎng)。依據(jù)“能從物質(zhì)的宏觀特征入手對物質(zhì)進(jìn)行分類，能聯(lián)系物質(zhì)的組成解釋宏觀現(xiàn)象”的表述，將其界定為水平一。

例2（教材第59頁第7題） 現(xiàn)有X、 Y、 Z三種元素。

① X的單質(zhì)可以在Z的單質(zhì)中燃燒，生成XZ，燃燒時火焰為蒼白色。

② X的單質(zhì)可與Y的單質(zhì)化合，生成X2Y。 X2Y在常溫下為液體。

③ Z的單質(zhì)溶于X2Y中，所得溶液具有漂白性。

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

（1） X、 Y、 Z的元素符號分別為____、____、____。

（2） 將XZ的水溶液滴入Na2CO3溶液中，有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)的離子方程式為________。

此題考查學(xué)生基于證據(jù)對物質(zhì)組成進(jìn)行分析推理的能力，要求學(xué)生能從題給信息及已有知識中尋找證據(jù)，綜合分析從而得出正確的答案。首先通過“火焰為蒼白色”的宏觀證據(jù)，推出X是H， Z是Cl;其次根據(jù)“X2Y在常溫下為液體”，結(jié)合已推出的X是H，初步判斷Y是O元素;最后由“溶液具有漂白性”對上述分析推理的結(jié)論加以證實或證偽，體現(xiàn)了證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)。結(jié)合該素養(yǎng)水平劃分依據(jù)“能從物質(zhì)及其變化的事實中提取證據(jù)，依據(jù)證據(jù)進(jìn)行證明或證偽”的表述，將其界定為水平一。同時，題目第二問要求學(xué)生根據(jù)宏觀實驗現(xiàn)象辨識物質(zhì)及其反應(yīng)，運用微觀化學(xué)符號描述物質(zhì)及其變化，對物質(zhì)及其反應(yīng)進(jìn)行表征，屬于“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的水平一。

例3（教材第48頁第8題） 氯氣用途廣泛，是一種重要的化工原料，因此氯氣的發(fā)現(xiàn)具有重要的意義。但是，在第一次世界大戰(zhàn)期間，氯氣被用來制作毒氣彈，使受害者的身體遭受嚴(yán)重傷害。科學(xué)家是否應(yīng)進(jìn)行類似氯氣這類有可能被錯誤利用的物質(zhì)的研究？請談?wù)勀愕目捶ā?/p>

此題要求學(xué)生深刻認(rèn)識到化學(xué)在為人類文明作出貢獻(xiàn)的同時，也會對人類健康、社會可持續(xù)發(fā)展帶來負(fù)面影響。氯氣是一種重要的化工原料，用于制造鹽酸、有機溶劑、農(nóng)藥、燃料和藥品等;它與水反應(yīng)產(chǎn)生的次氯酸具有強氧化性，能殺死水中的病菌，起到消毒的作用，還能用作棉、麻、紙張的漂白劑。同時，氯氣有毒，人體吸入少量便會引起咳嗽和胸部疼痛，吸入大量氯氣便會中毒致死;氯氣用于自來水的殺菌、消毒也需嚴(yán)格控制用量。由此，應(yīng)認(rèn)識到科學(xué)是一把雙刃劍，用在正確的方面就能為人類造福，推動社會發(fā)展，反之就會給人類帶來災(zāi)難。應(yīng)深刻理解化學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的相互關(guān)系，贊賞化學(xué)對社會發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，能運用已有知識和方法綜合分析化學(xué)過程可能對自然帶來的各種影響，權(quán)衡利弊，而不能全盤否定科學(xué)家研究所取得的進(jìn)步。體現(xiàn)了“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”素養(yǎng)。依據(jù)“能運用所學(xué)知識分析和探討某些化學(xué)過程對人類健康、社會可持續(xù)發(fā)展帶來的雙重影響”的表述，將其界定為水平二。

1.3.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

在素養(yǎng)類型上，計算出每章習(xí)題中考查該素養(yǎng)的

習(xí)題個數(shù)，再除以相應(yīng)章節(jié)習(xí)題的總數(shù)。若某習(xí)題中同時考查了兩種或以上素養(yǎng)、或者存在兩種或以上水平，則分開進(jìn)行統(tǒng)計，由此得出新教材必修第一冊課后習(xí)題化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的表現(xiàn)情況?，F(xiàn)選取第一章“物質(zhì)及其變化”部分習(xí)題舉例說明該計算方法，如表3所示。

2 教材習(xí)題數(shù)據(jù)分析

2.1 習(xí)題在各素養(yǎng)上的統(tǒng)計結(jié)果

四個章節(jié)習(xí)題在各素養(yǎng)上的統(tǒng)計結(jié)果見表4。分析可知，四個章節(jié)習(xí)題均在“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)方面占比較高，其中第一章在此素養(yǎng)上占比達(dá)81.9%，第四章最低占比也達(dá)57.7%;在“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)方面，第一章、第三章和第四章的習(xí)題占比較多，最高達(dá)32.0%;在“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)和“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”素養(yǎng)方面四個章節(jié)占比均較低，最低達(dá)5.0%;在“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)方面，第二章和第三章的元素化合物的學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)較多，第一章則體現(xiàn)相對較少。

四個章節(jié)習(xí)題在各素養(yǎng)水平上的分布存在差異，且大多居于水平一，少部分習(xí)題居于水平二，極少習(xí)題居于水平三，沒有習(xí)題居于水平四。以宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)為例，其中第一章在水平一上的占比最大，第四章在水平一的占比最小;在水平二上，第二章和第四章占比最高，第一章和第三章占比較少;在水平三上，第四章占比較少。

2.2 結(jié)果分析

2.2.1 對五個方面化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)考查不均衡

高中新教材必修第一冊四個章節(jié)習(xí)題均較多體現(xiàn)宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)，其次是證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)，其他三個方面的素養(yǎng)類型差別不大。由此分析習(xí)題特點：

（1） 重點突出化學(xué)本質(zhì)?；瘜W(xué)學(xué)科的本質(zhì)特征體現(xiàn)在符號與微觀上，在原子、分子的水平上研究物質(zhì)及其變化，以化學(xué)符號或模型表征物質(zhì)及其變化。宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知兩種素養(yǎng)最大占比達(dá)該章節(jié)總數(shù)的81.9%。究其緣由，這與此階段學(xué)生以元素化合物及相關(guān)理論學(xué)習(xí)為主密切相關(guān)，如鈉及其化合物、氯及其化合物和元素周期律、化學(xué)鍵等知識的學(xué)習(xí)。因此體現(xiàn)這兩種素養(yǎng)較多，這也反映出必修第一冊習(xí)題凸顯化學(xué)本質(zhì)特征較為明顯，即學(xué)生能通過觀察、辨識一定條件下物質(zhì)的形態(tài)及變化的宏觀現(xiàn)象，并能從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念。

（2） 合理解釋化學(xué)思維?；瘜W(xué)學(xué)科思維是以實驗、假說、分類等方法的運用為基礎(chǔ)，通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動解決化學(xué)問題，認(rèn)識到物質(zhì)是在不斷運動的，并能用對立統(tǒng)一、聯(lián)系發(fā)展和動態(tài)平衡的觀點考察、分析化學(xué)反應(yīng)，預(yù)測在一定條件下某種物質(zhì)可能發(fā)生的化學(xué)變化?！白兓^念與平衡思想”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”這2種化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)很好地揭示了這一思維。以第二章《海水中重要的元素——鈉和氯》為例，2種核心素養(yǎng)分別占比10.9%和25.4%，“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)比例不高，但是在元素知識學(xué)習(xí)過程中，通過對“不同類別物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化、不同價態(tài)同類物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化”的學(xué)習(xí)，又無形之中培養(yǎng)了學(xué)生這一素養(yǎng)。

（3） 能夠體現(xiàn)社會責(zé)任。從核心素養(yǎng)5種維度的要求來看，其對學(xué)生的發(fā)展均是非常重要的，從表3可以看到“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”素養(yǎng)所占平均比例為10.2%，說明教材課后習(xí)題能夠體現(xiàn)這種素養(yǎng)的考查，體現(xiàn)化學(xué)與社會的聯(lián)系等學(xué)科特點。但是在整個必修第一冊中比例較低，使得習(xí)題“情感態(tài)度與價值觀”的滲透功能有所弱化。因此，教師在習(xí)題選擇時要做有心人，善于捕捉化學(xué)史、科技成果、社會熱點、新聞事件、生活經(jīng)驗等真實素材，將其用于相關(guān)內(nèi)容的習(xí)題，使學(xué)生深刻理解化學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境之間的相互關(guān)系，增強社會責(zé)任感。

2.2.2 考查的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平較低

高中新教材必修第一冊四個章節(jié)習(xí)題大多居于水平一，少部分習(xí)題居于水平二，極少習(xí)題居于水平三，沒有習(xí)題居于水平四。由此分析習(xí)題特點：

（1） 在“宏觀辨識與微觀探析”維度上，四個章節(jié)習(xí)題主要考查水平一，少部分習(xí)題考查水平二、水平三層次，說明教材習(xí)題要求學(xué)生能從宏微結(jié)合的視角來分析物質(zhì)及其變化，能夠運用化學(xué)符號進(jìn)行計算，并初步具備“宏微符”三重表征的能力。

（2） 在“變化觀念與平衡思想”維度上，四個章節(jié)習(xí)題在4種水平上考查的均較少，說明教材習(xí)題初步考查了物質(zhì)及其變化的特征，并讓學(xué)生形成化學(xué)變化是有條件的觀念，但利用化學(xué)反應(yīng)原理分析影響化學(xué)變化的因素等知識還未涉及，在后續(xù)相關(guān)知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)中有待進(jìn)一步考查。

（3） 在“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”維度上，四個章節(jié)習(xí)題均考查了水平一、水平二、水平三層次，但是相對占比較少。說明教材習(xí)題強調(diào)基于證據(jù)、運用規(guī)律來分析解決問題，重視理論模型的認(rèn)知和應(yīng)用。但設(shè)置的題目數(shù)量還不夠多，教師應(yīng)基于學(xué)生素養(yǎng)落實情況適當(dāng)增加題目。

（4） 在“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”維度上，四個章節(jié)習(xí)題主要考查水平一、水平二層次，高水平層次習(xí)題比例較少，這可能與該素養(yǎng)的高水平層次要求難以用紙筆進(jìn)行考查有一定關(guān)聯(lián)，這對培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力帶來一定的不利影響。

（5） 在“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”維度上，四個章節(jié)習(xí)題主要考查水平一為主，這可能與課后習(xí)題大多直接設(shè)問，較少基于真實、有意義的情境向?qū)W生提出實際問題有關(guān)。教師可基于生活中環(huán)境保護(hù)，資源開發(fā)等熱點問題，結(jié)合具體題目引發(fā)學(xué)生思考，并鼓勵學(xué)生提出解決方案，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。

化學(xué)必修第一冊是整個高中化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，此時學(xué)生的各素養(yǎng)水平還有待培養(yǎng)。因此，大部分習(xí)題考查水平一，水平二;較少有水平三、沒有水平四，屬于合理現(xiàn)象。

3 研究建議

3.1 加強化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)各維度考查的均衡性

從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)本身來看，各種核心素養(yǎng)的重要性程度本應(yīng)是沒有區(qū)別的，無論哪一種核心素養(yǎng)的缺失或弱化，都不能稱為化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)“健全”的公民[4]。由此看來，“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”素養(yǎng)在課后習(xí)題考查的比例可適度提高，這是由化學(xué)學(xué)科的性質(zhì)、特點以及人們對生存環(huán)境越來越重視等方面而定的。可借鑒PISA對于科學(xué)素養(yǎng)的測評經(jīng)驗，使習(xí)題情境更加貼近生活實際，關(guān)注社會熱點，使習(xí)題成為弘揚化學(xué)學(xué)科正面價值、提高學(xué)生解決實際問題能力的載體。

3.2 提高化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)各維度高水平層次習(xí)題的比重

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中明確指出，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平二是化學(xué)學(xué)業(yè)水平合格性考試的命題依據(jù)。而教材習(xí)題在各素養(yǎng)維度上大多居水平一，以鞏固基礎(chǔ)知識類習(xí)題為主。但所有高中學(xué)生在學(xué)完必修課程后都會參加水平考試，若教材習(xí)題水平與學(xué)業(yè)考試水平不匹配，將會出現(xiàn)“教材上題都會，考試都不會”的結(jié)果，久而久之，教材習(xí)題便會成為一種擺設(shè)。因此，教材習(xí)題設(shè)計應(yīng)由淺入深、由簡到繁，層次分明，可增加各素養(yǎng)維度上水平二的習(xí)題，適度設(shè)計水平三、水平四的習(xí)題，為學(xué)生解決問題設(shè)計必要的階梯，以期幫助學(xué)生拓寬視野、開闊思路。

3.3 充分發(fā)揮課后習(xí)題對培養(yǎng)核心素養(yǎng)的促進(jìn)作用

教師應(yīng)充分發(fā)揮習(xí)題在促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展方面的重要作用。如通過對化學(xué)物質(zhì)分類的相應(yīng)課后習(xí)題練習(xí)，使學(xué)生鞏固物質(zhì)分類的基本方法，進(jìn)一步形成分類觀，使學(xué)生能應(yīng)用分類的思想深入理解元素、分散系、化學(xué)反應(yīng)類型等概念，逐步發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”的素養(yǎng);通過對不同類型化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)特征習(xí)題的練習(xí)，鞏固學(xué)生的變化觀和守恒觀，使學(xué)生能多角度、動態(tài)地分析化學(xué)反應(yīng)，逐步發(fā)展學(xué)生“變化觀念與平衡思想”的素養(yǎng)。使教材課后習(xí)題逐步實現(xiàn)由知識本位向提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

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[3]課程教材研究所. 普通高中教科書·化學(xué)必修（第一冊）[M]. 北京： 人民教育出版社， 2019.

[4]汪紀(jì)苗， 王星喬， 包朝龍. 核心素養(yǎng)框架下浙江省高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平試題特征研究[J]. 化學(xué)教育， 2017， 38（9）： 1～6.